【手続補正書】
【提出日】平成18年4月13日(2006.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】        明細書
【発明の名称】    圧電モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】  振動平面（ｘ／ｙ平面）内で圧電素子の振動を励起するための手段を有する直方体形状の圧電素子を有するモータであって、前記圧電素子の作用方向（ｘ）に直交する方向に延在する前記圧電素子の第１の境界表面により、前記作用方向（ｘ）に力を伝達するための作用部材を支持し、且つ前記第１の境界表面とは反対側の第２の境界表面により、予負荷力を加えるための予負荷素子を支持するモータにおいて、
前記圧電素子を、作用方向（ｘ）に直交する方向（ｙ、ｚ）には、予負荷を加えることなく、抑制素子によって抑制する構成としたことを特徴とする圧電モータ。
【請求項２】  請求項１記載の圧電モータにおいて、振動の平面（ｘ／ｙ平面）に対して平行に延びる前記圧電素子の境界表面の各々に、少なくとも２個の剛性抑制素子を支持した圧電モータ。
【請求項３】  請求項１記載の圧電モータにおいて、前記抑制素子が前記圧電素子の幅のほぼ全体にわたって延在させた圧電モータ。
【請求項４】  請求項１記載の圧電モータにおいて、振動の平面（ｘ／ｙ平面）に直交しかつ作用方向（ｘ）に対して平行に延びている前記圧電素子の境界表面の各々に、少なくとも２個の剛性抑制素子を支持した圧電モータ。
【請求項５】  請求項１記載の圧電モータにおいて、前記抑制素子を、前記圧電素子の作用方向（ｘ）に伝播する横波の振動節（Ａ）に配置した圧電モータ。
【請求項６】  請求項１記載の圧電モータにおいて、前記抑制素子を、前記圧電素子を収容するハウジングに一体に設けた圧電モータ。
【請求項７】  請求項１記載の圧電モータにおいて、前記予負荷素子および前記圧電素子のための接点素子のうち少なくとも一方を、前記ハウジングに一体に設けた圧電モータ。
【請求項８】  請求項１記載の圧電モータにおいて、振動の平面（ｘ／ｙ平面）に対して平行に延びる境界表面上で、前記圧電素子により４個の制御電極を支持し、また、前記制御電極のための４個の接点素子を、前記圧電素子の作用方向（ｘ）に伝播する横波のほぼ振動節（Ａ）に配置するか、あるいは前記圧電素子の前記第１および第２の境界表面間のほぼ中間に配置する圧電モータ。
【請求項９】  作用方向（ｘ）に直交する方向（ｙ）に素子を駆動する、もしくは、振動の平面（ｘ／ｙ平面）に直交する方向に延びる回転軸線の周りで回転できる素子を駆動するために請求項１記載のモータを使用する使用方法。
【請求項１０】  特にＣＤ又はＤＶＤのような光学的データ担体等のデータ担体に対して情報を読み書きするため、読取／書込ユニットを設けた読取／書込ユニット駆動装置において、
前記読み書きユニットを駆動するために請求項１記載のモータを設けたことを特徴とする読取／書込ユニット駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動のｘ／ｙ平面内で圧電素子の振動を励起するための手段を有する直方体形状の圧電素子を有するモータであって、前記圧電素子の作用方向（ｘ）に対して垂直に延びている前記圧電素子の第１の境界表面が、前記作用方向（ｘ）に力を伝達するための作用部材を支持し、且つ前記第１の境界表面とは反対側の第２の境界表面が予負荷力を加えるための予負荷素子を支持するモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
このようなモータは、例えば、欧州特許公開第７５５０５４号明細書から既知である。このようなモータは、例えば、読取／書込ヘッドを支持するアームを取り付ける軸を駆動するためのＣＤ駆動装置に用いられ、このアームは、ＣＤ上で半径方向に移動されられる。矩形板の形式の圧電素子は、作用方向に力を前記軸に伝達することができる作用部材を有し、その結果としてその軸を駆動する。圧電素子は、作用方向が存在する振動の平面内で振動するよう、また作用部材が楕円の曲線に従って動くよう構成し、かつ付勢する。
【０００３】
この既知のモータにおいては、圧電素子を４個の抑制素子によって取り付け、２個の剛性抑制素子を振動平面に直交しかつ作用方向に平行な方向に延在する第１の境界平面に作用させ、また、２個の弾性抑制素子を第１境界表面とは反対側の第２の境界表面に作用させる。この弾性抑制素子は、圧電素子とモータハウジングとの間に予負荷を生じ、振動平面に直交する方向には比較的薄い圧電素子が、作用方向に直交する軸線、もしくは作用方向に平行な軸線の周りに回転できないようにし、したがって、圧電素子の位置が変化しないようにする。しかし、その弾性抑制素子は、すべての抑制素子と圧電素子との間に摩擦力をも生じ、この摩擦力は、モータの品質要因及び従ってモータの出力を低下させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述の欠点に関して既知のモータを改善し、特に、効率を増大するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的は、請求項１に定義された本発明によるモータにより達成される。本発明によれば、たとえこの圧電素子が抑制されたとしても、この抑制は最大限の摺動性を維持して得られ、且つまた、圧電素子に対して予負荷力は、作用方向に直交する方向に加わることがない点で、圧電素子の振動品質、およびしたがって、モータ出力を向上することができる。最大限の摺動性が維持された状態での抑制が得られる場合には、振動品質に影響し得る摩擦力はその圧電素子と抑制素子との間に生じ得ない。このように本発明によれば、抑制素子は、振動平面内、または振動平面の外側（例えば、振動平面に直交する平面内もしくは振動平面に対して傾斜した平面内）、または、複数のこのような平面内に配置することができる。重要なことは、最大限の摺動性が維持され、且つ作用方向に直交する方向に予負荷力を加えることなしに、抑制を行う抑制素子の特性である。
【０００６】
抑制素子の好適な実施例を請求項２〜５に定義し、特に有利な実施例を請求項２に定義する。請求項２に定義した実施例においては、既知のモータに用いられる抑制素子が完全に省くことができ、また、これら従来の抑制素子の代りに、剛性抑制素子がを振動平面に対して平行に延びる圧電素子の境界表面上に配置し、これら剛性抑制素子は、とくに、振動平面における作用方向に直交する軸線、もしくは作用方向に平行に延びる軸線の周りで、圧電素子が回転するのを防止する。
【０００７】
請求項６〜８に定義したモータの他の実施例によれば、より少ない部品点数で簡単に製造できる部品の使用により、より簡単且つより安価な方法でモータを製造することができるようになる。さらに、圧電素子の制御電極上への電気的接続部の取り付けも簡素化できる。
【０００８】
そのようなモータは、作用方向に直交する方向に可動素子を動かす目的のため、または振動平面に直交する方向に指向する回転軸線の周りで回転できる素子を駆動するのに使用することができる。考えられる用途としては、、、この場合、光学ユニットを、光学的データ担体上を半径方向に高速かつ少ない空間および電力で移動させることが必要な読取／書込ユニットの駆動機構、とくに、ＣＤもしくはＤＶＤドライブのような光学的駆動装置に使用することができる。その他の考えられる用途としては、普通の電動モータにより発生する磁界が、例えば医療用途（例えば、核スピントモグラフィー）におけるような、装置の正しい動作に悪影響を与える、あるいはこのような磁界が、例えば髭剃りにおけるような他の理由から好ましくないとされるすべての用途に本発明による圧電モータを適用できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面につき本発明をより詳細に説明する。
【００１０】
図１Ａには、第１境界表面１０上に作用部材２を支持し、この第１境界表面１０に対向する反対側の第２境界表面９上に予負荷素子３、例えば作用方向（＝ｘ方向）にモータハウジング８に対して圧電素子１を押圧するばねを支持する圧電素子１を有する既知の従来型モータを示す。２個の弾性抑制素子４，５を、モータハウジング８と圧電素子１の境界表面１５との間に挿入し、ｙ方向に予負荷力を発生する。２個の剛性抑制素子６，７を、モータハウジング８と境界表面１５に対向する反対側の境界表面１６との間に挿入する。圧電素子１の上側表面１７には４個の平らな制御電極１１，１２，１３，１４を支持し、且つ圧電素子１の反対側の下側表面には共通基準電極（図示せず）を支持する。制御電極１１，１２，１３，１４の下側における圧電素子１の極性の向きは全体にわたり同一である。制御手段（図示せず）の補助の下、圧電素子１が振動平面(ｘ／ｙ平面)内で振動するように、制御電極１１，１２，１３，１４を介して圧電素子１を駆動し、その振動は、互いに直交する２個の波（それぞれ、ｘ方向とｙ方向における）を重畳させたものとする。適切な制御と圧電素子１の寸法を適切に選択することにより、これら２個の直交波の共振周波数は、双方の波が適度な振幅と所望の位相関係で励起され、また、作用部材２が、例えばｘ／ｙ平面内の曲線、特に長軸が、例えばｘ軸線に対して３０°の角度をなす楕円曲線Ｅに従って移動し、これにより、素子１９に当接することにより素子１９をｙ方向に移動するよう調整する。
【００１１】
図１Ｂは、抑制素子４，５，６，７の代りに、ｚ方向に延びる剛性抑制素子２０，２１，２２，２３を具えている本発明によるモータを示している。これらの素子は、単にｚ方向に圧電素子１を抑制するだけであり、この圧電素子に予負荷力を加えない。しかしながら、ｙ方向に指向する軸線の周り、およびｘ方向に指向する軸線の周りでの圧電素子１の回転を抑制し、一方、図１Ａに示した既知の構成においては、これら軸線の周りの回転抑制は、弾性抑制素子４，５を用いてで予負荷力を付与することにより解決していた。これら抑制素子２０，２１，２２，２３が、圧電素子１の幅（ｙ方向における）のほぼ全体にわたって延在する場合でさえも、抑制素子２０，２１，２２，２３と圧電素子１のそれぞれの境界表面１７及び１８との間の接触位置に、ほとんどいかなる摩擦力も生じない。これは、抑制が摺動可能な状態で行われるからである。この結果として、より高い共振品質が達成され、したがって、本発明によるモータの効率は著しく向上し、また、所要に応じて、このモータの作動に必要な電圧を低くすることができる。
【００１２】
図１Ｃ及び１Ｄは、モータが圧電素子１の長手方向ｘにおいて動作する場合における、それぞれ、ｘ方向およびｙ方向の互いに直交する２個の波の振幅波形を示す。図１Ｃは横波の波形を示し、図１Ｄは縦波の波形を示している。これら二つの波が重畳することにより、上述のように、作用部材２が移動する楕円の曲線を生じる。既知のモータと本発明によるモータとの双方において、抑制素子は、振動節Ａ、すなわち波がｙ方向においてゼロ点となるｘ方向における位置に配置する。しかし、このモータの運転中はｘ方向における振動節の位置は変動する。既知の装置においては、この変動は、弾性抑制素子４、５による弾性抑制の結果として阻止され、それが効率損失となる。一方、本発明による装置においては、この変動は、抑制素子２０，２１，２２，２３が摺動可能な抑制であるため、阻止されず、したがって、そのモータのより高い効率が得られる。
【００１３】
ｚ方向の抑制素子２０，２１，２２，２３を有する図１Ｂに示す実施例においては、圧電素子１のｙ方向の偏位を制限する１個又は複数個の付加的な停止素子を設けることができる。図１Ｂに示した実施例に対する代案として、本発明の一実施例は、ｚ方向の４個の剛性抑制素子２０，２１，２２，２３の代りに、ｙ方向に剛性を示す４個の剛性抑制素子を設けることが可能であり、その場合には、圧電素子のｚ方向偏位を制限する１個又は複数個の停止素子を設けるとよい。
【００１４】
図２は本発明によるモータの実施例を示す。図示の実施例では、抑制素子２０〜２３（それらのうち２２，２３のみを示す）を、２個のハウジング部分８１、８２よりなるハウジングに一体に設ける。予負荷素子３は、ハウジング部分８２内に挿入したゴム部品の形態とする。圧電素子１の境界表面１７及び１８を、それぞれ導体トラック箔３２及び３３により被覆し、これら導体トラック箔は制御電極１１〜１４（図示せず）、基準電極（図示せず）、および接点手段３４、３５にいたる導線との電気的接触を確立するための接点手段３４、３５を支持する。接点３４も振動節Ａの近傍に配置するとよく、これによれば、最高位の共振品質を得ることができる。しかしながら、図示のように、接点３４は、圧電素子１のほぼ中心に配置することもでき、この中心位置に接点３５も配置する。そのような導体トラック箔３２、３３を使用することは、基本的には可能でもある、電極に結合する、もしくは、はんだ付けする導線を使用することよりも簡単かつ安価である。それに加えて、安定した電気的接触を確立するために、圧電素子１に対して導体トラック箔３２、３３を押し付ける適切な圧力を加える他の圧力素子３０，３１を設けることができる。
【００１５】
図３は、ＣＤ駆動装置に本発明によるモータを使用する実施例を示す。そのような駆動装置においては、読取／書込ヘッド４３、４４を支持するアーム４２は、ＣＤ４１上で動かされねばならず、ＣＤ４１はモータ４０により駆動される。そのアーム４２は、回転軸線４６の周りに回転可能にし、また、本発明によるモータにより駆動できる軸４５に取り付ける。この目的のために、圧電素子１をモータハウジング８内に配置し、剛性抑制素子２０，２１，２２，２３により抑制し、また、予負荷素子３により軸４５に押し付ける。作用素子２は、圧電素子１に加える駆動に基づいて両回転方向に回転できる軸４５に力を伝達し、この結果、前記のアームは所望の方向にＣＤ４１上を移動する。
【００１６】
図４は、本発明によるモータ５５を有するＣＤ駆動装置の他の実施例を示す。読取／書込ヘッドはレンズ５０の背後に位置する。全読取／書込ユニットは、摺動部５１上に収容し、また、本発明によるモータ５５によつて読取／書込ヘッドを、２個の案内５２，５３に沿ってＣＤ４１の半径方向に直線的に移動する。このモータ５５はＣＤ駆動装置のハウジング内に固定的に取り付け、また、作用部材２を介して摺動部５１に作用させ、これによりこの摺動部を移動する。
【００１７】
図５はモータ５５を摺動部５１上に配置した他の実施例を示す。作用部材２はその駆動装置のハウジング５４の一部に作用し、また、モータ５５と摺動部５１とが一緒に移動するようにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は既知のモータを示し、（Ｂ）は本発明によるモータを示し、（Ｃ）、（Ｄ）は本発明によるモータにおいて生じる波の波形を示す説明図である。
【図２】  本発明によるモータの一実施例を示す説明図である。
【図３】  本発明によるモータを有するＣＤ駆動装置を示す説明図である。
【図４】  本発明によるモータを有する他のＣＤ駆動装置を示す説明図である。
【図５】  本発明によるモータを有する第３のＣＤ駆動装置を示す説明図である。
【符号の説明】
１  圧電素子
２  作用部材
３  予負荷素子
４，５  弾性抑制素子
６，７  剛性抑制素子
８  モータハウジング
９  第２境界表面
１０  第一境界表面
１１〜１４、  平らな制御電極
１５  境界表面
１６  対向する境界表面
１７  上側表面
１８  境界表面
１９  素子
２０〜２３  剛性抑制素子
３０，３１  他の圧力素子
３２，３３  導体トラック箔
３４，３５  接点手段
４０  モータ
４１  ＣＤ
４２  アーム
４３，４４  読取／書込ヘッド
４５  軸
４６  回転の軸線
５０  レンズ
５１  摺動部
５２，５３  案内
５４  駆動装置のハウジング
５５  モータ
８１，８２  ハウジング部分
Ａ  振動節
Ｅ  楕円曲線